现河庄油田河43断块沙一段、沙二段精细油藏描述

2014-12-16 08:32张世奇刘占鹏赵玉杰
石油地质与工程 2014年2期
关键词:洼陷断块储集层

张世奇,刘占鹏,赵玉杰

(1.中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;2.山东科瑞控股集团有限公司;3.中国石化胜利油田分公司现河采油厂)

河43断块位于济阳坳陷东营凹陷中央隆起断裂背斜带西段的现河庄油田中部,断块面积1.5 km2,地质储量387.95×104t,自上而下发育沙河街组12套含油层系,属面积小、含油层系多的断块油藏(图1)。经过近40年的勘探开发,断块综合含水率与产量综合递减率逐年上升。深入研究本区油气成藏条件与主控因素,精确描述油藏类型与分布特征,对本区挖潜稳产有重要意义。

图1 东营凹陷现河庄油田位置

1 构造特征

河43断块受河31断层、河106断层、河76断层与河46断层夹持,总体呈北高南低的断鼻状构造。地层北东抬起,南西倾没,为近似扇形的封闭反向屋脊式构造。断块内部构造较为简单,研究前认为断块内部无断层,精细构造研究后发现,断块内部存在5条次级断层(其中F5、F6、F9断层为控油小断层),对剩余油分布形成有利遮挡,在分析剩余油藏潜力方面有重要作用。

F5断层位于断块西北角,纵向发育层位由沙一段2砂组到沙二段7砂组;F6断层位于断块北部中央,纵向发育层位为沙一段5砂组到砂二段7砂组;F7、F8断层位于断块中部,纵向发育层位沙二段5砂组到沙二段10砂组;F9断层位于断块东北角,纵向发育层位为沙二段7砂组到沙二段10砂组(图2)。

2 油藏形成的控制因素

2.1 断层

圈闭是决定油气藏形成的基本条件,圈闭成因不同,油气藏的特点和类型也不同。输导体系作为油气运移的静态地质表现形式,对评价圈闭的有效性有重要意义,其输导要素包括:连通砂体、断层和不整合面[1]。河43断块油气主要分布于古近系内部,缺少不整合面连通,只有断层与砂体成为本区输导要素。

图2 河43断块沙二段7砂组顶面构造

断层作为油气运移通道具有一定的选择性,首先要有充足的油源,其次烃源岩系中发育异常高压。东营凹陷发育有沙三段下部与沙四段上部两套优质烃源岩系,其油气储量约占东营凹陷已探明储量的95%;河43断块西邻利津洼陷(济阳坳陷最大生油洼陷)、南邻牛庄洼陷(东营凹陷第二大生油洼陷),距油源中心近,极易捕获油气;利津洼陷和牛庄洼陷为东营凹陷两个异常超压系统,可为油气运移提供充足动力[2]。

东营凹陷中央隆起带发育了12条主输导断层,其中两条二级大断层的一端分别断入利津洼陷与牛庄洼陷内部,另一端连通现河庄油田。河43断块位于现河庄油田中部,由4条次级断层切割包围而成,内部发育3条控油小断层,对油气运移起了有利遮挡作用。超压带内沙三段、沙四段流体经地震等地质活动诱导,在内外压差作用下,洼陷内油气持续向断层汇集,并经断层外溢至浅部压力较小的现河庄油田沙二段与沙一段后再侧向运移,使油气在断层与储集层形成的封闭空间中聚集成藏。

分析断块内多口井的地球化学资料后发现,河43断块原油主要来自利津洼陷与牛庄洼陷的沙三段烃源岩,其次为沙四段烃源岩。在油气运移过程中,断层既是油气运移通道,又是油气封堵面,成为控制河43断块油藏的最主要因素。

2.2 砂体

碎屑岩是我国最重要的储集层类型,也是最普遍和最重要的油气输导层。碎屑岩以砂岩为主,当储集砂体具有平面连通性好、孔渗性好、邻近油源区等特征时,即可成为油气运移的输导层。三角洲前缘砂体、滨海砂体、滩坝、近岸水下扇等类型砂体因具有以上特征,往往成为油气运移的优势通道[3]。

油源区的牛庄洼陷与利津洼陷砂体发育,孔渗性好,与断层对接好,具有良好的输导能力,洼陷内油气可以通过砂体顺利运移至断入洼陷中的断层内[4-5]。河43断块沙一段与沙二段自上而下发育15个砂层组。沙一段主要为滨浅湖相沉积,发育中孔中渗砂体;沙二上主要为三角洲平原亚相沉积,发育中孔中渗砂体;沙二下主要三角洲前缘亚相沉积,发育高孔高渗砂体。各砂层组既是储集层,也是良好的油气运移通道(表1)。

河43断块主力含油层系非均质性程度均较高,渗透率较高的砂体充注程度和油气运移速度明显高于渗透率较低的砂体。随渗透率极差的增大,油气充注的非均质程度亦增加。沙一段与沙二段的油层分布特征很好说明了这一点[6]。

2.3 沉积相

表1 河43断块层间非均性差异

储集层沉积相带与储集体沉积类型直接影响储集层厚度。沙一段储集层为滨浅湖相沉积的席状砂岩,储集层以薄层灰质砂岩、细砂岩为主,灰质含量较重,单层厚度小于3 m,局部存在厚度中心,横向变化较小;沙二上段储集层是晚期东营三角洲由东向西推进过程中形成的三角洲平原亚相分流河道沉积,储集层以粉砂岩、细砂岩为主,单层厚度在0.5~6.5 m之间,厚度变化较大,呈条带状展布;沙二下段储集层属于三角洲前缘亚相沉积,砂体分布稳定且厚度相对较大,储集层以细砂岩、粉砂岩为主,单层厚度大于5 m,厚度变化较小,具有朵状、大面积分布特征。

储集层单层砂组厚度直接影响油层厚度。由本区油层厚度统计可知,沙一段与沙二段油层厚度以小于5 m的油层为主,其次为5~10 m的油层,厚度大于10 m的油层很少;由各层段油层平均厚度统计可知,沙一段油层平均厚度为5.7 m,沙二上段油层平均厚度为13.6 m,沙二下段油层平均厚度为13.1 m;由各层段油层累计厚度统计可知,沙一段油层累计厚度不到250 m,沙二上油层累计厚度不到300 m,沙二下油层累计厚度达1 100 m。

由以上统计结果可知,本区沙一段储集层有效厚度偏小,沙二段有所改善,尤其沙二下段较好;受此影响,沙二下段油层累计厚度与油层平均厚度均较好,成为河43断块主力砂岩储集层。综上所述,沉积相直接影响储集层厚度,储集层有效厚度直接影响油层厚度。因此,沉积相成为控制河43断块油藏规模的另一主要因素。

3 油藏类型

河43断块油藏类型,研究前一般认为沙一段油藏为岩性油藏;沙二上段油藏主要为岩性油藏,受构造控制;沙二下段油藏主要为构造油藏,受岩性控制,但局部发育岩性油藏。精细构造研究后,通过分析油藏控制因素,对各段油藏类型产生了新的认识。

北部靠近大断层的近东西向油藏剖面图显示,沙二上段及以上地层被断失,沙二下段油藏主要发育在构造高部位,低部位为水层,油藏受断层控制为主,个别油藏受岩性控制;构造腰部东西向油藏剖面图显示,沙二上段和沙二下段油藏主要受构造控制,高部位受断层遮挡成藏,剖面上油藏低部位为水层,个别油藏低部位为干层;构造低部位东西向油藏剖面图显示,沙一段油藏受物性及构造控制,高部位储层变干,中部储层含水较多,低部位沙二7及沙二8的构造高部位为油层;近南北向油藏剖面图显示,沙二下段油藏主要受断层遮挡,在构造高部位成藏,油藏低部位为水层,沙二上段部分油藏高部位受物性控制,沙一段油藏高部位受构造和物性控制(图3)。

图3 河43断块沙一段、沙二段近南北向油藏剖面

沙一段为滨浅湖相沉积,发育湖相滩坝、滩砂等储集体,这种储集体分布面积大,横向变化小,但是灰质含量较重,且不同部位含量差异较大。因此,储集层物性直接影响了沙一段储集层的储集性能,成为制约油气分布的重要因素;另外断层也是控制沙一段油藏的主要因素。本次研究认为沙一段油藏受岩性控制为主,构造控制为辅,为构造岩性油藏,与前人认识不同。

沙二上段为三角洲平原亚相沉积,发育分流河道砂体等储集体,这种储集体横向变化较快,从东向西可发育多条河道,呈北西南东向展布。从油藏发育角度看,一方面受高部位断层遮挡,另一方面受河道侧向尖灭控制。本次研究认为沙二上段油藏受构造控制为主,岩性控制为辅,为岩性构造油藏,与前人认识不同。

本区沙二下段为三角洲前缘亚相沉积,发育河口坝、远砂坝砂体等储集体,横向变化小。油藏主要分布在构造高部位,受高部位断层控制,局部层段受砂体内部物性变化控制,个别小层由于短期沉积相带的变化,受岩性变化控制。研究认为,沙二下段油藏总体上为构造油藏,受岩性控制,但局部发育岩性油藏,与前人研究认识相同。

4 油藏分布特征

储集层沉积特征会影响油藏的纵向分布。河43断块纵向上含油层系多,在靠近构造高部位的区域呈叠合分布特征。通过对河43断块油层埋深统计可知,本区块油层纵向埋深主要在1 850~2 250 m之间,浅层深度小于1 750 m、深层深度大于2 450 m的油层很少。统计结果显示,沙二下段油层累计厚度可达1 100 m,而沙二上段与沙一段油层累计厚度均不到300 m。储集层的有效厚度是控制河43断块油藏规模的主要因素,河43断块油藏在纵向上主要分布在沙二下段。

油藏平面分布受控于储集层的分布特征。河43断块油藏叠合面积较大,整个断块均有分布,但具体砂组的平面分布存在差异。沙一段油藏主要分布在3砂组,虽然各含油小层面积存在差异,但平面分布特征在纵向上有叠合性,其中第3小层全断块均有分布,其它小层纵向叠合性较差。沙二上油藏集中在5砂组内,其他砂组油藏零星分布,含油面积较小,主要分布在靠近东部大断层的近南北向的三个区带内。沙二下油藏集中分布在6砂组与7砂组,是河43断块的主力油藏砂组,这两个砂组的主要含油小层均为河口坝沉积,基本覆盖全区,分布面积广,油藏厚度大,油藏分布具有叠合性(图4)。

5 结论

图4 河43断块沙一段、沙二段叠合含油面积

通过河4 3断块沙一段与沙二段的精细油藏描述,对砂组部分小层进行了重新认识。因多数小层均有井生产过,且新发现的无井生产的含油小层数量较少,研究认为,河43断块精细挖潜应立足于原有单层的剩余潜力,而不是新增潜力,重点开发各层段的非主力油藏或主力油藏内部控制因素发生变化处。

[1]蒋有路,刘华.高等石油地质学[M].山东东营:中国石油大学出版社,2010.

[2]杨显成.东营凹陷沙四下亚段超压环境与油气成藏[J].石油地质与工程,2012,26(2):6-8.

[3]高祥成,钟建华,雷敏,等.东营凹陷北部陡坡带深层砂砾岩体沉积特征及控制因素[J].石油地质与工程,2008,22(1):5-8.

[4]肖淑民,钟建华,夏景生.牛庄洼陷油气成藏条件及成藏模式分析[J].特种油气藏,2007,10(4):39-41.

[5]孙喜新,姜在兴,李国斌.利津洼陷及周边地区沙四上亚段沉积相[J].大庆石油地质与开发,2009,12(6):28-31.

[6]贾容.东营凹陷沙河街组碎屑岩储集层非均质性研究[J].石油地质与工程,2007,21(1):18-20.

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